第一章嵌入式系统概述
嵌入式系统：从技术的角度定义：以应用为中心，以计算机
技术为基础，软件硬件可裁剪，适用应用系统对功能、可靠性、
成本、体积、功耗严格要求的通用计算机系统。
从系统的角度定义：嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件
和软件，并使其紧密耦合在一起的计算机系统。术语嵌入式反应
了这些系统通常是更大系统中的一个完整的部分。称为嵌入的系
统。
嵌入式处理器：嵌入式系统的核心，是控制，辅助系统运行
的硬件单元。
1.1.2嵌入式系统的定义及特点
可以将嵌入式系统定义成“嵌入到对象体系中得专用计算机
应用系统”。
1.嵌入式系统的特点
按照嵌入式系统的定义，嵌入式系统有3个基本特点，
即“嵌入性”、“内含计算机”与“专用性”。
1.1.3嵌入式系统的未来
微处理器的处理能力按莫尔定律预计的速度在增加。该定律
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认为集成电路和晶体管个数每18个月翻一番。
1.2嵌入式处理器（与系统之间的关系）
一类嵌入式处理器注重尺寸、能耗和价格。
另一类嵌入式处理器更关注性能。
还有一类嵌入式处理器关注全部4个需求——性能、尺寸、
功耗和价格。
1.2.2☆嵌入式系统的分类
1.嵌入式微处理器(EMPU)
嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CPU。
2.微控制器（MCU）（包括嵌入式微处理器）
微控制器又称单片机，就是将整个计算机系统集成到一块
芯片中。
3.DSP处理器（DSP）（哈佛结构）
在数字滤波、FFT、频谱分析等方面，DSP算法正在大量
进入嵌入式领域。
4.片上系统（SoC）
SoC可以分为通用和专用两类。
1.3嵌入式操作系统
1.3.1嵌入式操作系统简介
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分时操作系统的主要目的是让多个计算机用户能共享系
统的资源，能及时地响应和服务于联机用户，只具有很弱的实时
功能，但与真正的实时操作系统仍然有明显的区别。
实时操作系统应具备以下特点：
1.异地的时间响应。
2.切换时间和中断延迟时间确定。
3.优先级中断和调度。
4.抢占式调度。
5.内存锁定
6.连续文件。
7.同步
实时操作系统是事件驱动的，能对来自外界的作用和信号在
限定的时间范围内作出响应。
实时操作系统可以分为一般实时操作系统和嵌入式实时操
作系统两种。
一般实时操作系统与嵌入式实时操作系统的主要区别在于
应用场合和开发过程。
一般实时操作系统应用于实时处理系统的上位机和实时
查询系统等实时性较弱的实时系统中，并且提供了开发、调试、
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运用一致的环境。
嵌入式实时操作系统应用于实时性要求的实时控制系统
中，而且应用程序的开发过程是通过交叉开发来完成的，即开发
环境与运行环境不一致。
1.3.2嵌入式操作系统基本概念
1前后台系统
对于基于芯片开发来说，应用程序一般是一个无限的循环，
可称为前后台系统或超循环系统。循环中调用响应的函数完成响
应的操作，这部分可以看成后台行为；中断服务程序处理异步事
件，这部分可以看成前台行为。后台可可以叫做任务级，前台也
可以叫做中断级。
2操作系统
操作系统是计算机中最基本的程序，操作系统的作用：负责
计算机系统中全部软硬资源的分配与回收、控制与协调等并发的
活动；提供用户接口，使用户获得良好的工作环境；为用户扩展
新的系统功能提供软件平台。
3实时操作系统
实时操作系统是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景
程序，用户的应用程序是运行于RTOS之上的各个任务，RTOS根
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据各个任务的要求，进行资源（包括储存器、外设等）管理、消
息管理、任务调度及异常处理等工作。时间分片方式和协作
方式的RTOS并不是真正的“实时”。
4代码的临界区
5资源
6共享资源
7任务
8任务切换
9内核
多任务系统中，内核负责管理各个任务，或者说为每个任
务分配CPU时间，并且负责任务之间的通信。
指标1调度实时强弱2占用CPU的时间
10调度
调度是内核的主要职责之一，调度就是决定该轮到哪个任
务运行了。多数实时内核是基于优先级调度法的，每个任务根据
其重要程序的不同被赋予一定的优先级。基于优先级的调度法指
CPU总是让就绪态的优先级最高的任务先运行。然后究竟何时让
高优先级任务掌握CPU的使用权，有两种不同的情况，这要看用
的什么类型的内核，是非占先式的还是占先式的内核。
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非占先式：执行完成正在执行的任务再执行下一个任务。
占先式：中断正在执行的任务，执行任务
11非占先式内核
12占先式内核
当系统响应时间很重要时，要使用占先式内核，因此绝大
多数商业